《磁極的相互作用》教學設計的思考

陳純++錢俊

通過實驗證明磁鐵的兩個磁極的不同，引導學生產生對磁極指示方向不同的猜想，教導學生通過多種途徑收集證據來驗證此種猜想，促使學生在理解、領悟的基礎上主動轉變觀念，形成科學概念，鼓勵學生通過小組討論，采用懸吊法、水浮法、支架法，經過反復觀察、實驗引導學生認識磁鐵的南北兩極，培養學生運用邏輯思維的方法探究問題。整個教學過程中，運用板書，采用探究式教育方法，以學生為中心，讓學生主動參與，圍繞主要科學概念組織教學，最終讓學生認識到科學探究的五大要素：提出和聚焦問題；設計研究方案；收集和獲取證據；分析數據、得出結論；表達與交流。

一、教材及學情分析

本課是教育科學出版社《科學》三年級下學期“磁鐵”單元第4課。在這節課之前，學生通過學習已經認識到磁鐵有兩個磁極，當兩塊磁鐵的磁極相互接近時，有時會相互吸引，有時會相互排斥。為了研究兩塊磁鐵相互接近時是哪兩個磁極相互吸引，哪兩個磁極相互排斥，上節課學生做了這樣一個實驗：把兩塊磁鐵的兩端分別標上A、B、C、D，再將它們相互接近。實驗結果如圖所示（符號“→←”表示相互吸引；符號“←→”表示相互排斥）：

根據實驗結果不難看出，同一個磁鐵的兩個磁極是不一樣的。以兩端標有AB符號的磁鐵為例，磁極A和另一塊磁鐵的磁極C相互排斥，但是磁極B卻和磁極C相互吸引。

二、引導學生關注磁極指示的方向可能有所不同

如果同一個磁鐵的兩個磁極不一樣，那它們有什么不同呢？面對這個問題，學生給出的回答可以歸納為以下三點：1.顏色不一樣；2.符號不一樣；3.指示的方向不同。

其中顏色和符號的不同都只是表面的不同，指示的方向不一樣才是磁極本質的區別，但是很少有學生提及這一點，因此我通過詢問學生磁鐵兩極的符號分別表示什么意思，引導學生關注磁極指示的方向可能有所不同。這樣就引出了這節課要研究的問題。

磁極的顏色不同、符號不同，學生很容易就能觀察到，但是磁極指示的方向是否也不同呢？很多學生都不能肯定，因此，接下來我要引導學生通過實驗來驗證。

三、讓學生自己想辦法收集證據

要使學生在其日常觀念的基礎上進一步形成科學概念，并非易事，需要有大量事實或證據作為支撐。學生通過多種途徑收集證據來驗證，從而促使學生在理解或領悟的基礎上主動轉變觀念。那么，怎樣才能搜集到證據證明磁鐵可以指示方向呢？教材向學生提供了一種方法：把條形磁鐵懸吊起來，使其自由轉動，等磁鐵靜止下來時，觀察磁鐵兩極所指的方向。這個方法固然很好，但是存在兩個不足之處：

1.方法由教材提供，學生缺乏主動的思考；

2.只有一種收集證據的方法，不利于學生認識磁極可以指示方向是其本質的不同。

其實要驗證磁鐵是否能指示方向，關鍵是讓學生意識到指示方向是指磁鐵在可以自由轉動的情況下，停止轉動之后兩個磁極所指示的方向。通過提示，學生明確了這一點，我就鼓勵學生通過小組討論思考驗證的方法，學生提出了更為多樣化的方法，總結起來有以下三種：

1，懸吊法，即教材上的方法；

2.水浮法，把磁鐵擱在泡沫塊等可以浮在水面上的物體上，讓其自由轉動，觀察靜止時磁極所指示的方向；

3.支架法，把磁鐵擱在一個可以自由轉動的支架上，觀察支架停止轉動時磁極所指示的方向。

在觀察和實驗中，教師要有意識地引導學生進行重復觀察和實驗。因此在上述實驗方法的基礎上，我進一步強調讓學生多次重復實驗，以保證實驗結果的可重復性。這一點體現在兩個方面：

1.通過多次實驗驗證一個磁鐵的磁極是否可以指示方向；

2.通過多次實驗驗證其他磁鐵是否也可以指示方向。

通過上述實驗，學生發現磁鐵在停止轉動后，一個磁極總是指向北方，另一個磁極總是指向南方。于是教師水到渠成地告訴學生磁鐵指北的磁極叫北極，用符號“N”表示；磁鐵指南的磁極叫南極，用符號“S”來表示。

四、培養學生學習運用邏輯解釋證據

在認識了磁鐵的北極和南極之后，我引導學生回顧前面所做的磁鐵相互靠近的實驗，研究磁極的相互作用。這里要注意兩個方面：

1.在分析兩塊磁鐵相互靠近時有哪幾種方法時，要引導學生列出所有四種方法；

2.在歸納磁極的相互作用時，教師要適當地進行引導。我采取的方法是先讓學生找出哪些情況磁極是相互吸引的，哪些情況磁極是相互排斥的，然后再讓學生歸納磁極相互吸引時有什么相同點，相互排斥時有什么相同點。

通過這樣的步驟使學生意識到磁極“同極相斥，異極相吸”。

此教學過程的目的在于讓學生意識到，我們不是為了搜集證據而搜集證據，搜集證據是為了形成解釋。解釋的產生來源于科學探究的全過程，那么這些證據本身不是解釋，要變成解釋必須要經過加工，這個加工的過程恰恰是過去教學上相當忽視的。怎樣使用證據，在加工證據的過程中，就是要用到最具有科學性的，認識世界方法的根本工具，就是邏輯，就是推理。這是科學家工作的基本方法，也是我們要學生學會的。

五、運用板書，體現教學過程

科學探究一般包括五個要素：提出和聚焦問題；設計研究方案；收集和獲取證據；分析數據、得出結論；表達與交流。板書設計的目的在于體現科學探究思維方式，運用板書，清晰地展示科學探究中所采用的實驗方法、思考過程、教學過程中的探究過程，有助于學生理清思路，建立相應的科學概念。

為了便于學生理清整節課的思考，我設計了以下板書：

磁極可以指示南北方向。磁極同極相斥，異極相吸。

通過以上板書設計，清晰地展示了本課教學過程中的探究過程，有助于學生理清思路，建立相應的科學概念。

六、結語

通過本課的教學，引導學生對磁極指示方向不同的猜想，學生通過多種途徑收集證據來驗證此種猜想，促使學生在理解、領悟的基礎上主動轉變觀念，形成科學概念，鼓勵學生通過小組討論，采用多種方法，經過反復觀察、實驗，引導學生認識磁鐵的南北兩極以及磁極的相互作用，培養學生運用邏輯思維的方法探究問題。整個教學過程中，以學生為中心，讓學生主動參與，圍繞主要科學概念組織教學，從而達到教學目的。

【作者單位：武漢大學附屬小學 湖北】